ملخص
تم استخدام عدة نماذج رياضية لتقدير الإشعاع الشمسي بأنواعه الكلي والمنتشر والمباشر لسطح أفقي ومقارنة النتائج المستخلصة من هذه النماذج بالبيانات المقاسة المتحصل عليها من مركز دراسات الطاقة الشمسية بطرابلس للسنوات من سنة 1993 إلى 1995 كذلك مع النتائج المتحصل عليها من دراسات سابقة. نستخلص من هذه الدراسة أن نموذجي Dogniaux و Glover هما من أفضل النماذج التي يمكن استخدامها للتنبؤ بكمية الإشعاع الشمسي الكلي الساقط على سطح أفقي لمدينة طرابلس والمناطق المحيطة بها وأن نموذج Page هو النموذج الأفضل لتقدير الإشعاع الشمسي المنتشر على سطح أفقي لمدينة طرابلس والمناطق المحيطة بها، في حين لوحظ أن نموذج Igbalلا يمكن استخدامه للتنبؤ بقيم الإشعاع الشمسي المباشر الساقط على سطح أفقي لهذه المدينة. كذلك استنبطت معادلات تجريبية شهرية يمكن استخدامها لتقدير الإشعاع الشمسي بأنواعه لسطح أفقي لأي فترة زمنية أخرى لمدينة طرابلس والمناطق القريبة منها في حالة عدم توفر البيانات المقاسة آخذين في الاعتبار المتغيرات المناخية وذلك لزيادة الدقة في النتائج المتوقعة. كما تضمنت الدراسة استخدام عدد من النماذج لتقدير الإشعاع الشمسي الكلي على سطح مائل وقورنت النتائج المستخلصة بالبيانات المقاسة لمدينة طرابلس عند زاوية ميلان32o مع الأفقي. وجد أن نموذج HDKR هو من أفضل النماذج التي يمكن استخدامها لتقدير الإشعاع الشمسي الكلي على سطح مائل، بالتالي تم استخدام هذا النموذج في إيجاد الزوايا المثلى الشهرية والزاوية المثلى السنوية لمدينة طرابلس. كما تم تطوير برنامج فورتران يمكن استخدامه لإيجاد قيم الإشعاع الشمسي بأنواعه الكلي والمنتشر والمباشر لسطح أفقي لمختلف النماذج المذكورة في الفصل الثاني وكذلك من إيجاد معادلات تجريبية شهرية محلية من الدرجة الأولى والثانية والثالثة لتقدير الإشعاع الشمسي بأنواعه المختلفة وذلك باستخدام مختلف المتغيرات المناخية. كما يمكن استخدام هذا البرنامج في إيجاد قيم الإشعاع الشمسي الكلي عند أي زاوية ميلان ولأي شهر من أشهر السنة لمختلف النماذج المذكورة في الفصل الثالث علاوة على قيم الإشعاع الشمسي عند الزوايا المثلى الشهرية والسنوية.
Abstract
An empirical study was performed to evaluate the validity of various insolation models by estimating the global, diffuse and direct solar radiation incident on a horizontal surface and global solar radiation incident on a tilted surface for the city of Tripoli, Libya. Data sets, measured half-hourly, of insolation values were obtained over 3-year period (1993–1995) from the Center for Solar Energy Studies, Tripoli using pyranometers which received diffuse and global solar radiation on a horizontal plane and global radiation on a surface tilted toward the equator at 32o angle above the horizontal. Also the global and diffuse data measured at the Physics Department for the years 1990-1991 was also partially used in the study. Data on the horizontal surface was converted to the tilted case using the known models and the results were compared with the measured ones at 32o with the horizontal. It was found that the Dogniaux – Lemoin, and Page correlations are the best to predict the global and diffuse radiation respectively incident on a horizontal surface. While the Igbal model cannot predict adequately the direct solar radiation over Tripoli. Furthermore the HDKR is the best model that could be used to predict the global radiation incident on a tilted surface in Tripoli, hence it was used to calculate the monthly and yearly optimum tilt angels for Tripoli. Finally, the computer code, written in Fortran language was used to develop local equations, taking into account some meteorological variables, using one, two, and three degrees polynomials. Three equations were obtained that predict, the global, diffuse, and direct solar radiation for the city of Tripoli with fits that surpass the well-established models mentioned above. Therefore we recommend these three equations to be used for the city of Tripoli and near-by locations to estimate the three types of solar insolation.